CHAPITRE 1 – LES GLUCIDES

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IIII.. LES OSIDES AAA... DÉFINITION ET CLASSIFICATION

Définition : Les osides sont des molécules qui donnent par hydrolyse 2 ou plusieurs molécules d'oses. Ces oses peuvent être identiques ou différents. Ils résultent donc de l’union de plusieurs molécules d’oses par des liaisons osidiques.

Selon les produits obtenus par hydrolyse, on distingue : � Les holosides*: formés uniquement d’oses. On peut les subdiviser en

- Diholosides*(disaccharides): condensation de deux molécules d’oses - Oligosides*(oligosaccharides): condensation de n oses avec n compris entre 2 et 10 - Polyosides *(polysaccharides): condensation d’un grand nombre d’oses

� Les hétérosides *: qui libèrent des oses et une fraction aglycone*(non sucrée)

BBB... LA LIAISON OSIDIQUE 11)) Formation

Elle résulte de : - la condensation de deux oses avec élimination d’une molécule d’eau.

Elle s’établit entre : - l’hydroxyle du C anomérique ou hémiacétalique (C1 pour le D-glucose par ex) d’un ose - et un groupement hydroxyle d’un autre ose.

a) Formation d’un diholoside non réducteur : liaison osido-oside Il y a condensation de la fonction hémiacétalique de chaque ose par une liaison osido-oside.

b) Formation d’un diholoside réducteur : liaison osido-ose

Il y a condensation d'une fonction hémiacétalique d'un ose avec une fonction alcoolique d'un second ose par une liaison osido-ose. Il reste donc dans le diholoside un -OH hémiacétalique libre responsable du pouvoir réducteur de la molécule.

L'association de :

- 2 oses ���� un diholoside - 3 oses ���� un triholoside

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22)) Nomenclature On donne d’abord :

- le nom du premier ose avec la terminaison –yl, Puis :

- les n° des C engagés dans la liaison osidique et le nom du deuxième ose avec la terminaison :

� -ose si le deuxième hydroxyle engagé est un hydroxyle non hémiacétalique de l’ose (cad un hydroxyle alcoolique).

Ex : Le Maltose

� -oside si le deuxième hydroxyle engagé est l’hydroxyle hémiacétalique de l’ose. Ex : Le tréhalose

� -oside si le deuxième hydroxyle engagé est

porté par une substance non glucidique. Ex : αααα-D-méthyl glucopyranoside

Exercice n°4.

33)) Propriétés � Elle peut être facilement rompue par hydrolyse acide ménagée ou par voie enzymatique. Ex : La ββββ galactosidase détache les molécules de galactose impliquées dans une liaison ββββ Ex : La ββββ glucosidase détache les molécules de glucose impliquées dans une liaison ββββ.

44)) Détermination de la structure d’ un oside � Détermination de la nature des oses Par hydrolyse acide et identification des résidus par CCM, CPG ou HPLC. � Détermination du mode de liaison des oses identifiés : On réalise une méthylation suivie d’une hydrolyse acide ménagée qui coupe toutes les liaisons osidiques et on identifie les produits méthylés obtenus. Les OH non méthylés sont ceux qui participaient à la liaison.

Tréhalose = αααα-D-glucopyranos yl-1-1- αααα-D-glucopyran oside

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Exercices n°5, n°6 et n°7.

CCC... PRINCIPAUX DIHOLOSIDES

11)) Le maltose ���� L’hydrolyse acide donne deux

molécules d’α-D-glucopyranose ; la liaison osidique est entre le C1 et le C4.

���� Réducteur : oui, car la fonction

hémiacétalique (OH anomérique) est libre.

���� Origine : peu abondant à l’état

libre. Dans le malt, il résulte de l’hydrolyse enzymatique de l’amidon.

22)) Le saccharose ���� Non réducteur, car la liaison hémiacétalique

est engagée dans la liaison osidique. ���� Pouvoir rotatoire : dextrogyre. Par contre,

après hydrolyse, le mélange fructose + glucose est lévogyre, d’où son nom de sucre inverti.

���� Origine : abondant dans le miel, la

betterave et la canne à sucre ; c’est le sucre de consommation.

33)) Le lactose

���� Réducteur : oui, car la fonction hémiacétalique (OH anomérique) est libre.

���� Origine : Abondant dans le lait, il a

un faible pouvoir sucrant.

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DDD... PRINCIPAUX POLYHOLOSIDES 11)) L’amidon

���� Origine :l’amidon représente 30 à 60% du poids sec du tissu végétal. C’est la principale réserve glucidique végétale. Formé lors de la photosynthèse, elle s’accumule sous forme de grains caractéristiques. Document 5. Aliment glucidique le plus important pour l’homme.

���� Structure : l’hydrolyse acide donne un grand nombre de molécules d’α-D-glucopyranose. Il est formé de deux substances différentes : • L’amylose 15 à 30 % • L’amylopectine 70 à 85 %

Les proportions varient en fonction de l’origine : pomme de terre, riz … L’AMYLOSE est formée de chaînes de 250 à 300 résidus d’αααα-D-glucopyranose associés par des liaisons osidiques αααα-1-4. La chaîne d’amylose n’est pas linéaire, elle s’enroule pour former une hélice stabilisée par des liaisons hydrogènes. Document 6. L’AMYLOPECTINE possède une structure ramifiée. La chaîne principale est formée de résidus α-D-glucopyranose associés par des liaisons αααα-1-4. Au point de départ des branchements, un résidu glucose est lié en αααα-1-6. Document 7. En présence d’eau iodée : - l’amylose donne une coloration bleu foncé - l’amylopectine donne une coloration rouge violacée.

���� Propriétés :

- Solubilité : l’amidon est insoluble dans l’eau, par agitation dans l’eau, il se forme le lait d’amidon qui après chauffage à 70°C donne l’empois d’amidon.

- Pouvoir réducteur : non

- Hydrolyse enzymatique :

o L’αααα-amylase coupe les liaisons osidiques α-1-4 à l’intérieur des chaînes, donnant des dextrines.

o La ββββ-amylase détache les unités maltose en partant de l’extrémité non réductrice. o L’αααα-1-6 glucosidase coupe les liaisons osidiques 1-6 dans l’amylopectine. Document 8.

22)) Le glycogène ���� Origine : Principal polyoside de réserve des cellules animales. On le trouve dans le foie, les

muscles et en petites quantités dans les reins. ���� Structure : il possède une structure ramifiée analogue à l’amylopectine. Il présente un aspect

compact car il est plus ramifié. ���� Propriétés :

- Pouvoir réducteur : non. - En présence d’eau iodée, coloration brun acajou.

- Hydrolyse enzymatique : par les mêmes enzymes que l’amidon.

33)) La cellulose ���� Origine : constituant fondamental des parois des cellules végétales, c’est un polyoside de structure.

Principal constituant du bois, du papier et du coton. ���� Structure : polymère linéaire formé par l’enchaînement de β-D-glucopyranose liés par des liaisons

β-1-4. Les molécules de cellulose sont groupées en faisceau de chaînes parallèles formant des microfibrilles stabilisées par des liaisons hydrogènes.

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���� Propriétés : - Insoluble dans l’eau - Pouvoir réducteur : non

- Hydrolyse chimique totale par un acide fort et à chaud, donne des molécules de

glucopyranose.

- Hydrolyse chimique partielle (chlorure de zinc) donne de la cellobiose (diholoside)

- Hydrolyse enzymatique : le tube digestif des mammifères ne sécrète pas d’enzymes capables d’hydrolyser les liaisons β-1-4. C’est un aliment non digestible, cependant des bactéries du tube digestif des ruminants sont capables de la dégrader grâce à la cellulase.

EEE... EXEMPLES D’HÉTÉROSIDES

11)) Définition Ils résultent de la combinaison d’un glucide avec une partie non glucidique appelée aglycone. Dans les hétérosides naturels, la partie aglycone participe à la liaison osidique. On trouve :

� Les O-Hétérosides : liaison entre l’OH hémiacétalique de l’ose et un hydroxyle de la partie aglycone (ex : OH libre d’un acide aminé ).

� Les S-Hétérosides : liaison entre l’OH hémiacétalique de l’ose et un S de la partie aglycone.

� Les N-Hétérosides : liaison entre l’OH hémiacétalique de l’ose et un NH2 de la partie aglycone (ribose ou désoxyribose avec une base purique ou pyrimidique pour former les nucléotides , ou avec la fonction amine libre d’un acide aminé)

22)) Quelques exemples

� Les glycoprotéines : résultent de l’association d’une partie glucidique et d’une partie protéique. Elles sont très répandues dans les tissus conjonctifs, le sérum et les membranes plasmiques.

� Les glycolipides : résultent de l’association d’une partie glucidique et d’une partie lipidique par

des liaisons esters. Ils sont très répandus dans les membranes plasmiques où ils participent aux phénomènes de reconnaissance (ex : groupes sanguins).

� Certains coenzymes : renferment des molécules d’oses, comme le NAD, NADP, CoA.

IIIIII.. MÉTHODES D’ANALYSE DES GLUCIDES AAA... EXTRACTION

Les glucides étant solubles dans l’eau, on les extrait à l’aide d’une solution aqueuse à ébullition et après broyage du matériel. La solution doit être neutre pour éviter l’hydrolyse. L’addition d’éthanol évite toute hydrolyse enzymatique. Pour les hétérosides, il faut précéder l’extraction d’une hydrolyse ou d’une dénaturation de manière à libérer la fraction osidique.

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BBB... PURIFICATION Nécessite des opérations :

- de déprotéinisation (défécation), - de délipidation par les solvants organiques - de dialyse pour éliminer les substances minérales.

La pureté de l’extrait est contrôlée en mettant en évidence ou en dosant les autres constituants :

� Sur cendres pour les minéraux � Dosage de l’azote total pour les protéines � Absorption dans l’UV à 260 nm pour les acides nucléiques.

CCC... FRACTIONNEMENT Par méthodes électrophorétiques et chromatographiques.

DDD... IDENTIFICATION ET DOSAGES � Par méthodes physiques : polarimétrie, réfractométrie. � Par méthodes chimiques : réductimétriques (Bertrand, DNS) � Par méthodes furfuraliques : colorimétrie � Par chromatograpihies : sur papier, CCM, HPLC gazeuse. � Par méthodes enzymatiques : glucose-oxydase, hexokinase, glucokinase Voir TP.